Электронные системы двигателя что это
Что такое ЭБУ в автомобиле и для чего он нужен? Все об электронном блоке управления
Совершенствование автомобиля сопровождается интенсивным развитием его электронных систем управления. Одна из важнейших – система управления работы двигателя или, как ее называют, Engine Control Unit.
В качестве мозга этой системы используются блоки управления двигателем внутреннего сгорания — ЭБУ. В них запрограммированы все алгоритмы. На основании их осуществляется управление процессами, происходящими в силовой установке большинства современных автомобилей.
Именно в электронный блок управления (ЭБУ) поступают сигналы от многочисленных датчиков системы. Они обрабатываются и затем перенаправляются на ее исполнительные органы.
В результате алгоритмизации процессов достигается высокая степень оптимизации всех рабочих параметров силового агрегата в пределах всех режимов его работы. А регулированию подвергается буквально все: мощность мотора, его крутящий момент, топливный расход, качественный состав выхлопных газов, иные качественные параметры.
Программное обеспечение ЭБУ
В силу особенностей конструкции основная масса электронных блоков управления автомобильным двигателем содержит две взаимодополняющие части: аппаратную и программную. В состав аппаратной части ЭБУ входит несколько элементов. Главным является микропроцессор. Он осуществляет обработку всех входящих сигналов согласно заложенной программе с последующей выдачей команд в систему.
Сигналы снимаются с многочисленных датчиков, установленных на двигателе и фиксирующих текущие изменения состояния его работы. Изначально аналоговые сигналы с датчиков поступают в процессор в виде цифровых импульсов после их обработки аналогово-цифровым преобразователем. Вслед за этим, на основании собранной информации, генерируются команды из ЭБУ, исходящие на исполнительные механизмы двигателя.
Софт, обслуживающий работу Engine Control Unit, состоит из двух вычислительных модулей: функционального и контрольного. Задачей функционального модуля является обработка получаемых с датчиков сигналов, генерирование управляющих коррекцией процесса работы двигателя команд и отправкой их на исполняющие устройства.
Эти команды, прежде чем поступить адресату, проходят через контрольный модуль ЭБУ и при необходимости им корректируются в рамках заложенных программными средствами требований и на основании проверки входящих сигналов.
Что немаловажно, так это возможность внесения любых по сложности программных изменений, позволяющих полностью перенастроить работу электронной системы, а значит и системы в целом. Чаще всего необходимость в апгрейде ЭБУ возникает при внесенных в конструкцию двигателя или обслуживающих его систем изменениях.
Нередко необходимость корректировки возникает в связи с выявленными ошибками. В этом случае производится массовый отзыв транспортных средств с исправлением обнаруженных программных недочетов с использованием мощностей официальных дилеров.
Существуют и неофициальные прошивки ЭБУ, которые производятся сторонними компаниями и предлагаются как дополнение к средствам тюнинга двигателя, который у них клиент, желающий усовершенствовать свой автомобиль, заказывает.
Среди причин, которые вызывают необходимость замены программного обеспечения блока управления ДВС, может быть и монтаж на него турбонагнетателя. Оборудования, позволяющего перейти на использование альтернативных видов топлива, иных нововведений, изначально не предусмотренных производителем, но изменяющих характер работы двигателя.
Функции ЭБУ
Обычно среди функций блока управления двигателем выделяется ряд основных, которые ЭБУ призван выполнять, это:
• регулирование процесса топливного впрыска;
• регламентирование ориентации заслонки дросселя, как на рабочем, так и на холостом ходу двигателя;
• управление работой двигателя с оптимизацией состава выхлопных газов;
• контроль и управление возвратом в систему части отработавших газов, их рециркуляция;
• управление процессом рекуперации бензиновых паров;
• контроль над установкой и соблюдением благоприятных для работы двигателя в разных режимах его нагрузки фаз газораспределения;
• контроль над соблюдением температурного режима работы двигателя с его корректировкой.
В процессе работы, электронный блок ЭБУ, управляет двигателем интенсивно обмениваясь информацией с остальными электронными системами автомобиля. Тем самым координируя при поступлении соответствующих данных работу мотора.
В наиболее продвинутых моделях автомобилей в качестве информационных доноров ЭБУ могут выступать модули управления комплексом систем активной и пассивной безопасности автомобиля, автоматической коробкой передач, адаптивной подвеской, системами повышения комфорта.
Для стандартизации режима обмена данными все управляющие процессы между совокупностью разнородных по назначению электронных систем осуществляются через CAN-шину (Controller Area Network).
Электронный блок управления двигателем
Время, когда различные параметры работы двигателя задавались или регулировались при помощи механики или примитивных электрических устройств, уже давно прошло. В современных автомобилях используется электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который отвечает за все.
Он отвечает за все настройки, за изменения режимов работы двигателя, за подачу топлива, за процессы зажигания смеси и т.д. ЭБУ, по сути, является мозгом двигателя, который способен собирать информацию, анализировать ее, а затем делать выводы и отправлять сигналы на исполняющие устройства.
Электронный блок управления двигателем является программируемой системой, в которую изначально заложены определенные цифровые параметры работы тех или иных узлов двигателя для определенных режимов работы.
И если разобраться, то ЭБУ сравнивает эталонные показатели работы с реальными характеристиками и пытается подогнать реальные показатели под эталонные значения. Причем все это делается мгновенно благодаря цифровому процессору, который является основным элементом электронного блока управления двигателем.
ЭБУ анализирует информацию не только о характеристиках работы двигателя, но и информацию о внешних факторах. ЭБУ – это незамкнутая система. Он связан с другими электронными системами управления автомобилем. И при вынесении решений, т.е. при подаче сигнала на исполняющее устройство, он учитывает параметры работы других систем авто.
Устройство и размещение ЭБУ
Плата, на котором размещены электронные детали, находится в корпусе из металла. Соединение с датчиками и электрическим питанием происходит посредством специального разъема.
Внутри ЭБУ расположены не только электронные схемы, отвечающие за пуск тех или иных управляющих устройств, но и блок памяти, в котором хранится вся информация о процессах, и там же хранится информация о сбоях в системах работы двигателя. Сердце ЭБУ – микропроцессор.
При работе ЭБУ выделяется достаточно много тепла, что не может не влиять на электронные компоненты блока управления. Поэтому в системе могут использоваться разные принципы отвода тепла.
Размещается электронный блок управления двигателем непосредственно на двигателе или недалеко от него. Такое расположение блока должно влиять на термическую устойчивость устройства, способность противостоять вибрации.
С какими датчиками связан электронный блок управления двигателем:
• Датчик положения распредвала.
• Датчик, контролирующий угол поворота коленчатого вала и его частоту вращения.
• Датчик детонации двигателя.
• Датчик кислорода.
• Датчик температуры жидкости для охлаждения.
• Датчик температуры воздуха.
• Датчик массового расхода воздуха.
• Датчик, контролирующий давление во впускном коллекторе.
• Датчик, контролирующий положение дроссельной заслонки.
ЭБУ получает сообщения с датчиков постоянно в режиме реального времени. И тут же подает команды на изменение параметров работы исполнительным устройствам. Даже самое небольшое изменение в параметрах сразу находит свою реакцию в работе электронного блока. Естественно, ни водитель, ни пассажиры авто подобных действий не замечают. Но это вовсе не означает, что электронный блок не выполняет свои задачи.
Одновременно с принятием импульсов или сигналов с датчиков, ЭБУ следит за проблемами самих датчиков. Т.е. при неадекватной работе датчиков, сразу формируется сигнал об ошибке. И не только датчиков, но и исполнительных устройств. Все данные затем попадают в память и там хранятся. В случае неисправности, сообщение об ошибке, которое находится в памяти, дает возможность определить проблемное место в двигателе или датчиках.
Любые изменения в параметрах (температура, обороты коленвала и т.д.) заставляют ЭБУ сразу реагировать в виде изменения количества топлива, угла опережения зажигания и т.п.
На какие исполнительные механизмы (устройства) отдает команды ЭБУ:
• Форсунки, которые отвечают за впрыск топлива в цилиндры двигателя. Т.е. доза впрыскиваемого топлива меняется в зависимости от многих факторов. И тут важно, насколько быстро работают форсунки, как их управляющие устройства реагируют на изменение ситуации.
• Катушку или катушки зажигания (в зависимости от модели двигателя). Они отвечают за то, в какой момент будет подана искра в цилиндры двигателя.
• Кроме этого есть и другие исполнительные механизмы, на которые подается импульс или сигнал, в зависимости от ситуации.
• ЭБУ имеет вывод на специальный разъем, к которому подключается диагностическое оборудование, в случае проверки работы ЭБУ и двигателя.
• Имеется световой индикатор, который выдает сигналы об ошибках, как в двигателе, так и в самом ЭБУ.
Какие сигналы получает ЭБУ?
Сигналы, которыми оперирует электронный блок управления двигателем, могут быть аналоговыми и цифровыми. Причем, аналоговые сигналы – это те, которые поступают с датчиков. Внутренние блоки позволяют преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые, которые понятны процессору ЭБУ.
Именно с цифровыми сигналами работает процессор и совершает с ними определенные действия. Большинство сигналов, поступающих с датчиков, являются именно аналоговыми и требуют преобразования. Хотя с некоторых датчиков поступают сигналы цифровые, которые не требуют преобразования, а сразу обрабатываются процессором.
Помимо этого существуют еще и импульсные сигналы, которые способны сразу давать информацию, например, о частоте вращения коленчатого вала. Импульсные сигналы должны тоже преобразовываться в цифровые, так как процессор не воспринимает ничего, кроме цифровых сигналов.
Следует сказать, что часто сигналы, которые идут с датчиков, могут иметь определенные помехи. Для того чтобы отсекать помехи, используется специальная система фильтров, которая отсеивает ненужные сигналы. Т.е. в процессор поступают только значимые сигналы.
Кроме этого сигналы, поступающие с датчиков, могут иметь более высокое напряжение, чем то, на которое рассчитан ЭБУ. Для снижения напряжения сигнала стоят защитные цепи.
Электронная система управления двигателем
Что это такое
ЭСУД — электронная система управления двигателем или по-простому компьютер двигателя. Она считывает данные с датчиков двигателя и передает указания на исполнительные системы. Нужна, что двигатель работал в оптимальном режиме и сохранял нормы токсичности и потребления топлива.
Обзор приведём на примере инжекторных автомобилей ВАЗ. Разобьем ЭСУД на группы.
Производители
Для автомобилей ВАЗ использовались системы управления двигателем компаний Bosch, General Motors и отечественного производства. Если хотите заменить деталь системы впрыска, например производства Bosch, то это невозможно, т.к. детали невзаимозаменяемые. А отечественные запчасти иногда аналогичны деталям иностранного производства.
Разновидности контроллеров
На Вазовских машинах можно встретить следующие типы контроллеров:
- Январь 5 — производство Россия;
- M1.5.4 — производство Bosch;
- МР7.0 — производство Bosch;
Кажется, что контроллеров немного. Но, контроллер M1.5.4 для системы без нейтрализатора не подходит для системы с нейтрализатором. Они считаются невзаимозаменяемыми. Контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-2» не может быть установлен на автомобиль «Евро-3». Хотя установить контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-3» на автомобиль с экологическими нормами токсичности «Евро-2» возможно, но потребуется перепрошить программное обеспечение.
Типы впрыска
Можно разделить на систему центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска топлива. В системе центрального впрыска форсунка подает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. В системах распределенного впрыска каждый цилиндр имеет свою форсунку, которая подает топливо непосредственно перед впускным клапаном.
Системы распределенного впрыска разделяются на фазированные и не фазированные. В не фазированных системах впрыск топлива может осуществляться или всеми форсунками в одно время или парами форсунок. В фазированных системах впрыск топлива осуществляется последовательно каждой форсункой.
Нормы токсичности
В разные времена собирались автомобили, которые соответствовали в России требованиям стандартов по токсичности отработавших газов от «Евро-0» до «Евро-5». Автомобили «Евро-0» выпускаются без нейтрализаторов, системы улавливания паров бензина, датчиков кислорода.
Отличить машину в комплектации «Евро-3» от «Евро-2» можно по наличию датчика неровной дороги, внешнему виду адсорбера, а также по числу датчиков кислорода в выпускной системе двигателя. С введением норм «Евро-3» их стало 2 — до и после катализатора.
Определения и понятия
Контроллер — главный компонент электронной СУД. Оценивает информацию от датчиков о текущем режиме работы двигателя, выполняет достаточно сложные вычисления и управляет исполнительными механизмами.
Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) — преобразует значение массы воздуха, поступающего в цилиндры мотора, в электрический сигнал. Считает количество воздуха во впускном тракте.
Датчик скорости — преобразует скорость автомобиля в электрический сигнал.
Датчик кислорода — преобразует значение концентрации кислорода в отработавших газах после нейтрализатора в электрический сигнал. Ещё один датчик стоит до нейтрализатора и называется управляющим.
Датчик неровной дороги — преобразует величину вибрации кузова в электрический сигнал.
Датчик фаз — его сигнал информирует контролер, что поршень первого цилиндра находится в ВМТ (верхняя мертвая точка) на такте сжатия топливовоздушной смеси.
Датчик температуры охлаждающей жидкости — преобразует температуру охлаждающей жидкости в электрический сигнал. Следит за перегревом мотора.
Датчик положения коленвала — преобразует угловое положение коленвала в электрический сигнал.
Датчик положения дроссельной заслонки — преобразует значение угла открытия дроссельной заслонки в электрический сигнал.
Датчик детонации — преобразует величину механических шумов двигателя в электрический сигнал.
Модуль зажигания — элемент системы зажигания, накапливающий энергию для воспламенения смеси в двигателе и обеспечивает высокое напряжение на электродах свечи зажигания.
Форсунка — обеспечивает дозирование топлива в цилиндры двигателя.
Регулятор давления топлива — система топливоподачи, обеспечивающая постоянство давления топлива в подающей магистрали.
Адсорбер — система улавливания паров бензина.
Модуль бензонасоса — обеспечивает избыточное давление в топливной магистрали авто.
Топливный фильтр — элемент системы топливоподачи, фильтр тонкой очистки.
Нейтрализатор — для снижения токсичности выхлопных газов. В результате химической реакции с кислородом в присутствии катализатора оксид углерода, углеводороды СН и окислы азота превращаются в азот, воду, а также в двуокись углерода.
Диагностическая лампа — информирует водителя о наличии неисправности в СУД.
Диагностический разъем — для подключения диагностического оборудования.
Регулятор холостого хода — для поддержания холостого хода, который регулирует подачу воздуха в двигатель.
Электронная система управления двигателем. Общие сведения. Электрооборудование
[1] Общие сведения об электронной системе управления двигателем
В конструкции двигателя серии WP10 ГОСТ-III используется технология электронного управления системой впрыска топлива с общей топливной рампой высокого давления дизельного двигателя компании BOSCH, электронный блок управления (ECU) двигателя позволяет осуществлять автоматический контроль количества впрыска топлива и распределительной шестерни двигателя в соответствии с входным давлением, температурой, частотой вращения, положением педали акселератора и другими различными сигналами, с целью сокращения вредных выбросов, уменьшения расхода топлива.
Электронная система управления двигателя серии WP10 ГОСТ-III имеет стабильную способность обработки, многоуровневую защиту системы и возможности коррекции для обеспечения надежности и безопасности двигателя, электронный блок управления (ECU) двигателя также имеет функцию самоконтроля неисправностей системы, функцию самодиагностики и функцию вывода информации о неисправностях для облечения ремонта электронной системы управления двигателем.
1. во время выпуска двигателя с завода были проведены заводские испытания в строгом соответствии с нормативными стандартами испытаний, пользователь не должен самовольно регулировать данные электронного блока управления (ECU), изменить мощности двигателя и конфигурации;
2. осмотр и ремонта разных составляющих элементов электрической системы автомобиля должны производиться профессиональными электриками;
3. осмотр и ремонта разных составляющих элементов электронной системы управления должны производиться профессиональным обслуживающим персоналом сервисного центра WEICHAI;
4. электронный блок управления (ECU), насос с общий топливной рампой и маслораспылитель представляют собой точные компоненты, пользователь не должен самовольно их разобрать;
5. При выполнении работ по сварке автомобильной техники, следует отключить автомобильную техничку от цепи электронного блока управления (ECU);
6. При присоединении и отсоединении разъемов электронного блока управления (ECU), следует отключить источник питания электронного блока управления (ECU), чтобы избежать повреждения электронного блока управления или других компонентов;
7.
При подключения электронного блока управления (ECU) к источнику питанию, правильно определите положительный и отрицательный полюсы источника питания, чтобы избежать повреждения электронного блока управления.
[2] Специальное электрооборудование двигателя автомобильной техники
(1) Сигнальные индикаторы:
Сигнальные индикаторы в сборе, расположенные в центре комбинации приборов состоят из 3 специальных сигнальных индикаторов тревоги двигателя (наименование, символы и функции приведены в следующей таблице).
Наименование сигнального индикатора
Символ сигнального индикатора
Желтый индикатор тревоги (сигнальный индикатор тревоги)
Желтый индикатор тревоги (сигнальный индикатор холодного пуска)
Для индикации рабочего состояния подогревателя впускаемого воздуха
Красный индикатор тревоги (индикатор диагностики неисправностей) EDC — дизельный двигатель с электронным управлением
Индикация кодов неисправностей электрической системы пользователя и выход кодов неисправностей
Синий индикатор тревоги (сигнальный индикатор водомасляной смеси)
Для тревоги чрезмерно высокого уровня накопившейся воды в фильтре грубой очистки
(2) Переключательные переключатели:
На щитке приборов установлены соответствующие перекидные переключатели двигателя
① Переключатель кондиционера «А/С» (подробные функции приведены в разделе «эксплуатация кондиционера»).
② Переключатель диагностики «EDC» (подробные функции приведены в разделе «эксплуатация переключателя диагностики неисправностей»).
③ Перекидной переключатель выключения режима круиз-контроля (подробные функции приведены в разделе «использования функций круиз-контроля».
④ Перекидной переключатель регулировки скорости движения в режиме круиз-контроля (подробные функции приведены в разделе «использования функций круиз-контроля).
⑤ Перекидной переключатель восстановления режима круиз-контроля (подробные функции приведены в разделе «использования функций круиз-контроля).
⑥ Перекидной переключатель дистанционного управления акселератором (подробные функции приведены в разделе «дистанционное управление акселератором»).
(3) Интерфейс диагностики:
Интерфейс диагностики представляет собой специальный интерфейс для ввода данных, вывода информации о неисправностях с помощью соответствующих инструментов определения и диагностики двигателя, интерфейс диагностики расположен внутри плате интерфейса со стороны пассажира первого ряда
